2.2. Выбор числа и мощности трансформаторов
При электроснабжении потребителей I, II категории надёжности должны быть предусмотрены два независимых источника электроснабжения, то есть двух трансформаторная подстанция.
При электроснабжении потребителей III категории надёжности допускается перерыв в электроснабжении на время ремонта повреждённого элемента, доставки складского резерва или на время резервирования, осуществляемого по линиям низшего напряжения, продолжительностью не более 1 суток. Для потребителей III категории рекомендуется применять подстанцию с одним трансформатором.
В данном случае присутствуют потребители II и III категории надёжности, потребители второй категории потребляют 70 % мощности, потребители третьей категории 25-30% мощности, поэтому выбираем двух трансформаторную подстанцию. Схема подстанции приведена на листе 2 Приложения 1.
Для двух трансформаторной подстанции номинальная мощность трансформатора определяется из условия:
,
(2.4)
где Sp – расчётная нагрузка, с учётом перспективы развития на 5 лет.
При таком выборе в аварийном режиме оставшийся в работе трансформатор должен обеспечить нормальное электроснабжение всех потребителей. Для двухтрансформаторных подстанций выбираем однотипные трансформаторы.
Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме:
(2.5)
На основании расчётов получим:
Соответственно выбираем мощность трансформатора 16 МВ·А
Коэффициент загрузки:
По справочнику 2 выберем трансформаторы типа ТДН-16000/110 У1 см. табл. 2.3.
Таблица 2.3
Параметры трансформатора
Номинальная мощность Sном, МВ·А |
16 |
Номинальное напряжение обмотки ВН, кВ |
115 |
Номинальное напряжение обмотки НН, кВ |
10,5 |
Напряжение короткого замыкания Uk, % |
10,5 |
2.3. Анализ схем распределения электрической энергии
Распределительные электрические сети выполняются по магистральным, радиальным или смешанным схемам. Распределение электроэнергии рекомендуется осуществлять по магистральным схемам. В обоснованных случаях могут применяться радиальные схемы.
Радиальные схемы распределения электроэнергии применяются в тех случаях, когда пункты приема расположены в различных направлениях от центра питания. Они могут быть двух- или одноступенчатыми.
При двух трансформаторных подстанциях каждый трансформатор питается отдельной линией по блочной схеме: линия — трансформатор. Пропускная способность блока в послеаварийном режиме рассчитывается исходя из категорийности питаемых потребителей.
При однотрансформаторных подстанциях взаимное резервирование питания небольших групп приемников 1-й категории осуществляется при помощи кабельных или шинных перемычек на вторичном напряжении между соседними подстанциями.
Вся коммутационная аппаратура устанавливается на РП или ГПП, а на питаемых от них ТП предусматривается преимущественно глухое присоединение трансформаторов. Иногда трансформаторы ТП присоединяются через выключатель нагрузки и разъединитель.
Радиальная схема питания обладает большой гибкостью и удобством в эксплуатации, так как повреждения и ремонт одной линии влияет на работу только одного потребителя.
Магистральные схемы напряжением 10 кВ применяются при линейном размещении подстанций на территории объекта, когда линии от центра питания до пунктов приема могут быть проложены без значительных обратных направлений. Магистральные схемы имеют следующие преимущества: лучшая загрузка кабелей при нормальном режиме, меньшее число камер на распределительной станции. К недостаткам следует отнести усложнение схем коммутации при соединении ТП и одновременное отключение нескольких потребителей, питающихся от магистрали при ее повреждении.
Характерной особенностью этих схем является одностороннее электроснабжение потребителей. При аварии на любом участке линии 1 и 2 или на шинах 10 кВ подстанции автоматически отключится головной выключатель, соответственно подстанция прекращают подачу электроэнергии потребителям на время ремонта. Такие схемы применяются для потребителей III категории, так как в этих схемах отсутствуют резервное питание и осуществляется минимальная надежность электроснабжения.
Все более широкое применение в сетях 10 кВ находят распределительные сети выполненная по кольцевой схеме. Эта схема дает возможность двухстороннего питания каждой ТП. При повреждении какого-либо участка каждая ТП будет получать питание с другой секции шин ПС, согласно обеспеченной надежности электроснабжения потребителей.
До недавнего времени применение этой схемы было невозможно с экономической точки зрения по причине высокой себестоимости. Однако применение нового класса аппаратов, реклоузеров, позволило решить эту проблему.
Реклоузер – это современный высокотехнологичный аппарат, включающий в себя средства защиты, автоматики, телемеханики и управления, измерительные средства и вакуумные выключатели.